//-----------------------------------【程序说明】----------------------------------------------
//		程序名称:：《【OpenCV入门教程之十五】水漫金山：OpenCV漫水填充算法（Floodfill）》 博文配套源码
//		开发所用IDE版本：Visual Studio 2010
//   		开发所用OpenCV版本：	2.4.9
//		2014年6月3日 Created by 浅墨
//		浅墨的微博：@浅墨_毛星云 http://weibo.com/1723155442/profile?topnav=1&wvr=5&user=1
//		浅墨的知乎：http://www.zhihu.com/people/mao-xing-yun
//		浅墨的豆瓣：http://www.douban.com/people/53426472/
//----------------------------------------------------------------------------------------------

//-----------------------------------【头文件包含部分】---------------------------------------
//      描述：包含程序所依赖的头文件
//----------------------------------------------------------------------------------------------
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <iostream>

//-----------------------------------【命名空间声明部分】---------------------------------------
//      描述：包含程序所使用的命名空间
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
using namespace cv;
using namespace std;

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//      描述：全局变量声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
Mat g_srcImage, g_dstImage, g_grayImage, g_maskImage; //定义原始图、目标图、灰度图、掩模图
int g_nFillMode = 1;                                  //漫水填充的模式
int g_nLowDifference = 20, g_nUpDifference = 20;      //负差最大值、正差最大值
int g_nConnectivity = 4;                              //表示floodFill函数标识符低八位的连通值
int g_bIsColor = true;                                //是否为彩色图的标识符布尔值
bool g_bUseMask = false;                              //是否显示掩膜窗口的布尔值
int g_nNewMaskVal = 255;                              //新的重新绘制的像素值

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------
//      描述：输出一些帮助信息
//----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText()
{
    //输出一些帮助信息
    printf("\n\n\n\t欢迎来到漫水填充示例程序~\n\n");
    printf("\n\n\t按键操作说明: \n\n"
           "\t\t鼠标点击图中区域- 进行漫水填充操作\n"
           "\t\t键盘按键【ESC】- 退出程序\n"
           "\t\t键盘按键【1】-  切换彩色图/灰度图模式\n"
           "\t\t键盘按键【2】- 显示/隐藏掩膜窗口\n"
           "\t\t键盘按键【3】- 恢复原始图像\n"
           "\t\t键盘按键【4】- 使用空范围的漫水填充\n"
           "\t\t键盘按键【5】- 使用渐变、固定范围的漫水填充\n"
           "\t\t键盘按键【6】- 使用渐变、浮动范围的漫水填充\n"
           "\t\t键盘按键【7】- 操作标志符的低八位使用4位的连接模式\n"
           "\t\t键盘按键【8】- 操作标志符的低八位使用8位的连接模式\n"
           "\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t by浅墨\n\n\n");
}

//-----------------------------------【onMouse( )函数】--------------------------------------
//      描述：鼠标消息onMouse回调函数
//---------------------------------------------------------------------------------------------
static void onMouse(int event, int x, int y, int, void *)
{
    // 若鼠标左键没有按下，便返回
    if (event != CV_EVENT_LBUTTONDOWN)
        return;

    //-------------------【<1>调用floodFill函数之前的参数准备部分】---------------
    Point seed = Point(x, y);
    int LowDifference = g_nFillMode == 0 ? 0 : g_nLowDifference; //空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nLowDifference
    int UpDifference = g_nFillMode == 0 ? 0 : g_nUpDifference;   //空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nUpDifference
    int flags = g_nConnectivity + (g_nNewMaskVal << 8) +
                (g_nFillMode == 1 ? CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE : 0); 
    //标识符的0~7位为g_nConnectivity，8~15位为g_nNewMaskVal左移8位的值，16~23位为CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE或者0。

    //随机生成bgr值
    int b = (unsigned)theRNG() & 255; //随机返回一个0~255之间的值
    int g = (unsigned)theRNG() & 255; //随机返回一个0~255之间的值
    int r = (unsigned)theRNG() & 255; //随机返回一个0~255之间的值
    Rect ccomp;                       //定义重绘区域的最小边界矩形区域

    Scalar newVal = g_bIsColor ? Scalar(b, g, r) : Scalar(r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114); 
    //在重绘区域像素的新值，若是彩色图模式，取Scalar(b, g, r)；若是灰度图模式，取Scalar(r*0.299 + g*0.587 + b*0.114)

    Mat dst = g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage; //目标图的赋值
    int area;

    //--------------------【<2>正式调用floodFill函数】-----------------------------
    if (g_bUseMask)
    {
        threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, CV_THRESH_BINARY);
        area = floodFill(dst, g_maskImage, seed, newVal, &ccomp, Scalar(LowDifference, LowDifference, LowDifference),
                         Scalar(UpDifference, UpDifference, UpDifference), flags);
        imshow("mask", g_maskImage);
    }
    else
    {
        area = floodFill(dst, seed, newVal, &ccomp, Scalar(LowDifference, LowDifference, LowDifference),
                         Scalar(UpDifference, UpDifference, UpDifference), flags);
    }

    imshow("效果图", dst);
    cout << area << " 个像素被重绘\n";
}

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//      描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char **argv)
{
    //载入原图
    g_srcImage = imread("25.png", 1);

    if (!g_srcImage.data)
    {
        printf("Oh，no，读取图片image0错误~！ \n");
        return false;
    }

    //显示帮助文字
    ShowHelpText();

    g_srcImage.copyTo(g_dstImage);                                         //拷贝源图到目标图
    cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);                     //转换三通道的image0到灰度图
    g_maskImage.create(g_srcImage.rows + 2, g_srcImage.cols + 2, CV_8UC1); //利用image0的尺寸来初始化掩膜mask

    namedWindow("效果图", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

    //创建Trackbar
    createTrackbar("负差最大值", "效果图", &g_nLowDifference, 255, 0);
    createTrackbar("正差最大值", "效果图", &g_nUpDifference, 255, 0);

    //鼠标回调函数
    setMouseCallback("效果图", onMouse, 0);

    //循环轮询按键
    while (1)
    {
        //先显示效果图
        imshow("效果图", g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage);

        //获取键盘按键
        int c = waitKey(0);
        //判断ESC是否按下，若按下便退出
        if ((c & 255) == 27)
        {
            cout << "程序退出...........\n";
            break;
        }

        //根据按键的不同，进行各种操作
        switch ((char)c)
        {
        //如果键盘“1”被按下，效果图在在灰度图，彩色图之间互换
        case '1':
            if (g_bIsColor) //若原来为彩色，转为灰度图，并且将掩膜mask所有元素设置为0
            {
                cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】\n";
                cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
                g_maskImage = Scalar::all(0); //将mask所有元素设置为0
                g_bIsColor = false;           //将标识符置为false，表示当前图像不为彩色，而是灰度
            }
            else //若原来为灰度图，便将原来的彩图image0再次拷贝给image，并且将掩膜mask所有元素设置为0
            {
                cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】\n";
                g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
                g_maskImage = Scalar::all(0);
                g_bIsColor = true; //将标识符置为true，表示当前图像模式为彩色
            }
            break;
        //如果键盘按键“2”被按下，显示/隐藏掩膜窗口
        case '2':
            if (g_bUseMask)
            {
                destroyWindow("mask");
                g_bUseMask = false;
            }
            else
            {
                namedWindow("mask", 0);
                g_maskImage = Scalar::all(0);
                imshow("mask", g_maskImage);
                g_bUseMask = true;
            }
            break;
        //如果键盘按键“3”被按下，恢复原始图像
        case '3':
            cout << "按键“3”被按下，恢复原始图像\n";
            g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
            cvtColor(g_dstImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
            g_maskImage = Scalar::all(0);
            break;
        //如果键盘按键“4”被按下，使用空范围的漫水填充
        case '4':
            cout << "按键“4”被按下，使用空范围的漫水填充\n";
            g_nFillMode = 0;
            break;
        //如果键盘按键“5”被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充
        case '5':
            cout << "按键“5”被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充\n";
            g_nFillMode = 1;
            break;
        //如果键盘按键“6”被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充
        case '6':
            cout << "按键“6”被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充\n";
            g_nFillMode = 2;
            break;
        //如果键盘按键“7”被按下，操作标志符的低八位使用4位的连接模式
        case '7':
            cout << "按键“7”被按下，操作标志符的低八位使用4位的连接模式\n";
            g_nConnectivity = 4;
            break;
        //如果键盘按键“8”被按下，操作标志符的低八位使用8位的连接模式
        case '8':
            cout << "按键“8”被按下，操作标志符的低八位使用8位的连接模式\n";
            g_nConnectivity = 8;
            break;
        }
    }

    return 0;
}